Χρήση εκχυλίσματος προξηραμένων υπολειμμάτων τροφών ως καυσίμου σε μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου δύο θαλάμων

Λαμπρόπουλος, Ιωάννης; Lampropoulos, Ioannis

dc.contributor.author	Λαμπρόπουλος, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Lampropoulos, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2018-07-13T11:23:10Z
dc.date.available	2018-07-13T11:23:10Z
dc.date.issued	2018-07-13
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47300
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14913
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου	el
dc.subject	ΜΚΚ	el
dc.subject	Υπολέιμματα τροφίμων	el
dc.subject	Παραγωγή ηλεκτρικής ισχύος	el
dc.subject	Μικροβιακή καλλιέργεια	el
dc.subject	Microbial fuel cell	en
dc.subject	MFC	el
dc.subject	Abiotic cathode	el
dc.subject	FORBI	el
dc.subject	Food waste	el
dc.title	Χρήση εκχυλίσματος προξηραμένων υπολειμμάτων τροφών ως καυσίμου σε μικροβιακή κυψελίδα καυσίμου δύο θαλάμων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Περιβαλλοντική μηχανική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/df16e4f70a884dc97964f904cf22530794c9184f
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-22
heal.abstract	Η παραγωγή βιοηλεκτρισμού περιλαμβάνει πρακτικά την παραγωγή ηλεκτρισμού από μικροοργανισμούς οι οποίοι υπό αναερόβιες συνθήκες μπορούν και μετατρέπουν την χημική ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στους χημικούς δεσμούς διαφόρων οργανικών υποστρωμάτων σε ηλεκτρική. Ένα Μικροβιακό Κελί Καυσίμου (ΜΚΚ) είναι μία συσκευή η οποία παράγει βιοηλεκτρισμό, παρουσιάζοντας το πλεονέκτημα της ταυτόχρονης επεξεργασίας αποβλήτων ενώ παράγει ηλεκτρισμό [1]. Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, κατασκευάστηκε και λειτούργησε ένα ΜΚΚ δύο θαλάμων προκειμένου να διερευνηθεί η παραγωγή βιοηλεκτρισμού από το προϊόν FORBI (Food Residue Biomass). Το προϊόν FORBI παράγεται από την θερμική και μηχανική επεξεργασία του ζυμώσιμου κλάσματος υπολειμμάτων κουζίνας που συλλέχθηκαν από πόρτα σε πόρτα στον δήμο Χαλανδρίου, Αθήνα. Εξετάστηκαν διαφορετικά οργανικά φορτία του FORBI (0.7, 0.9, 1.4, 2.8, 6 και 14 g COD L-1 αντίστοιχα). Παρατηρήθηκε ότι η αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης του τελικού εκχυλίσματος οδήγησε σε αντίστοιχη αύξηση του χρόνου λειτουργίας. Το δυναμικό του ΜΚΚ αυξήθηκε από 33.3 mV σε 46 mV καθώς η συγκέντρωση αυξήθηκε από 0.7 σε 14 g COD L-1. Η καλύτερη απόδοση σε όρους μέγιστης πυκνότητας ισχύος (29.6 mW m-2) που αντιστοιχούσε σε πυκνότητα ρεύματος 88 mA m-2 παρατηρήθηκε για τα 6 g COD L-1. Ρυθμίζοντας την εξωτερική αντίσταση στην βέλτιστη τιμή της (Rext = 2 kΩ), όπως αυτή προσδιορίστηκε από τα πειράματα πόλωσης, η απόδοση ισχύος, Pyield, αυξήθηκε δραστικά στα 13.7 και 17.3 Joule (g FORBI)-1 σε δύο διαδοχικούς κύκλους. Εξετάστηκε ακόμη η χρήση του εξασθενούς χρωμίου, Cr(VI) ως εναλλακτικού τελικού αποδέκτη ηλεκτρονίων. Με αρχικό pH καθόδου 2 αξιολογήθηκε η αναγωγή 200 mg L-1 αρχικής συγκέντρωσης Cr(VI) με παράλληλη την παραγωγή ηλεκτρισμού χρησιμοποιώντας ως μέσο το FORBI. Η % απομάκρυνση του Cr(VI) ήταν 51% και 60% σε δύο διαδοχικούς κύκλους. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι άμεσα βιοαποικοδομήσιμα υποστρώματα, όπως το προϊόν FORBI, μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για την ενίσχυση της παραγωγής βιοηλεκτρισμού σε Μικροβιακό Κελί Καυσίμου δύο θαλάμων.	el
heal.abstract	Bioelectricity production involves generation of electricity by conversion of organic substrates by electrogenic bacteria under anaerobic conditions. An MFC is a device for the production of bioelectricity, having the potential to simultaneously treat waste while generating electricity [1]. In the present work, the construction and operation of a dual chamber MFC for the production of bioelectricity from a food residue biomass (FORBI) product was investigated. FORBI was produced by drying and shredding the pre-sorted fermentable fraction of household food waste collected door-to-door in the Municipality of Halandri, Athens, Greece. Different organic loads of FORBI were examined (0.7, 0.9, 1.4, 2.8, 6 and 14 g COD L-1 respectively). It was observed that an increase of the initial concentration of the final extract resulted in a corresponding increase in the operating time. The MFC potential increased from 33.3 mV to 46 mV as the concentration was increased from 0.7 to 14 g COD L-1. The best performance in terms of maximum power density (29.6 mW m-2) corresponding to a current density of 88 mA m-2) was observed for 6 g COD L-1. Setting the external resistance at its optimal value (Rext = 2 kΩ) as determined by polarization experiments, Pyield drastically increased to 13.7 and 17.3 Joule (g FORBI)-1 in two consecutive cycles. Hexavalent chromium, Cr(VI) as an alternative final electron acceptor has been also examined. With initial catholyte pH 2 we assessed the reduction of 200 mg L-1 initial Cr(VI) concentration with simultaneous electricity generation using FORBI as a medium. Cr(VI) removal efficiency % was 51% and 60% for two consecutive cycles. The results demonstrate that readily biodegradable substrates such as FORBI can be effectively used for enhanced bioelectricity harvesting in an MFC.	en
heal.advisorName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Λυμπεράτος, Γεράσιμος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Αθανάσιος	el
heal.committeeMemberName	Βλυσίδης, Απόστολος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Οργανικής Χημικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	120 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true